(57)【要約】【課題】  ＤＡ変換器−アンプ系の故障を検出する。【解決手段】  デジタル信号供給手段からのデジタル信号が供給されるＤＡ変換器−アンプ系を少なくとも１組備えた荷電粒子ビーム装置に、第２のＤＡ変換器と、第２のＤＡ変換器の出力に許容値を加算する加算器と、第２のＤＡ変換器の出力から許容値を差し引く減算器と、ＤＡ変換器−アンプ系のアンプの出力からこのアンプが増幅した分をカットした出力を発生するカット手段と、減算器の出力と加算器の出力各々に対するカット手段の出力の大小を比較し、カット手段の出力が減算器の出力と加算器の出力の間にあるか否かの信号を発生する比較手段とから成るＤＡ変換器−アンプ故障検出回路を設けた。【選択図】図２
2005129614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号供給手段からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、該アナログ信号を増幅し荷電粒子ビーム制御手段に供給するアンプとから成るＤＡ変換器−アンプ系を少なくとも１組備えた荷電粒子ビーム装置において、前記デジタル信号供給手段からのデジタル信号をアナログ信号に変換する第２のＤＡ変換器と、該第２のＤＡ変換器の出力に許容値を加算する加算器と、前記第２のＤＡ変換器の出力から許容値を差し引く減算器と、前記アンプの出力から該アンプが増幅した分をカットした出力を発生するカット手段と、前記減算器の出力と前記加算器の出力各々に対する前記カット手段の出力の大小を比較し、前記カット手段の出力が前記減算器の出力と前記加算器の出力の間にあるか否かの信号を発生する比較手段とから成るＤＡ変換器−アンプ故障検出回路を設けた荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
前記カット手段は分圧回路である請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
前記ＤＡ変換器−アンプ故障検出回路は、前記減算器の出力と前記カット手段の出力の大小を比較し、前記カット手段の出力が前記減算器の出力より大きい場合にＨ（“ハイ”）の信号を発生する第１の比較器、前記カット手段の出力が前記加算器の出力より小さい場合にＨ（“ハイ”）の信号を発生する第２の比較器と、前記第１及び第２の比較器からの信号が供給されるアンド回路を備えている請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
前記比較手段からの信号をその信号の種類に応じて表示を行う表示手段を設けた請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
前記アンド回路からの信号をその信号の種類に応じて表示を行う表示手段を設けた請求項３記載の荷電粒子ビーム装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＡ変換器−アンプ故障検出回路を備えた荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム描画装置の如き荷電粒子ビーム描画や走査型電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置はコンピューター制御されており、その制御の際には、コンピューターからのデジタル信号をＤＡ変換器によりアナログ信号に変換している。
【０００３】
図１は、電子ビーム描画装置の一概略例を示したものである。
【０００４】
図中１は電子銃、２はブランカー、３はブランカースリット、４は照射レンズである。５，６はそれぞれ、中央部に多角形状、例えば、正方形若しくは矩形の孔が穿たれた第１成形スリット，第２成形スリット、７は前記第１成形スリット５の孔像を第２成形スリット上に結像するための成形レンズ、８は前記第１成形スリットを通過した電子ビームを偏向することにより、前記第１スリット孔像の第２成形スリット上での結像位置を決めるための成形用偏向器で、これらの成形スリット５，６、成形レンズ７，及び成形用偏向器８が電子ビーム断面可変機構を成している。９は前記第２成形スリット６を通過した電子ビームを被描画材料１０に集束するための集束レンズ、１１は材料上に集束される電子ビームの位置を決めるための位置決め用偏向器である。１２は前記被描画材料を載置するステージである。
【０００５】
１３はフィールドサイズに分割された被描画材料上に描くべき描画パターンのデータが記憶されているデータメモリ、１４は中央制御装置１２（以後、ＣＰＵと称す）である。
【０００６】
１５はデータ転送回路で、前記ＣＰＵ１４の指令によりデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとショット位置データを発生し、前者をＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して前記成形用偏向器８に、後者をＤＡ変換器１８とアンプ１９を介して前記位置決め用偏向器１１に供給すると同時に、ショット時間データをショット時間制御回路２０及びブランキング信号作成回路２１を介して前記ブランカー２に送るものである。
【０００７】
２２は前記ＣＰＵ１４からの指令に従ってステージを移動制御するための信号を発生するステージ駆動回路、２３はステージ駆動機構である。
【０００８】
この様な構成の装置において、ＣＰＵ１４の指令により、データ転送回路１５はデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとショット位置データを発生し、前者をＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して前記成形用偏向器８に、後者をＤＡ変換器１８とアンプ１９を介して前記位置決め用偏向器１１に供給すると同時に、ショット時間データをショット時間制御回路２０及びブランキング信号作成回路２１を介して前記ブランカー２に送る。この様な動作が、１フィールド分のパターンデータについて行われることにより、被描画材料１０上の１フィールド内に、所定の断面形状及び大きさの電子ビームが次々ショットされ、所定のパターンが描かれることになる。
【０００９】
この様なパターン描画が１フィールド分について終わると、前記ＣＰＵ１４からの指令がステージ駆動回路に送られ、ステージ駆動機構２３は、ステージ１２を次に描画されるフィールドの中心が電子ビーム光軸上に来るように移動させる。そして、そのフィールド内に、上記の様にして、電子ビームによりパターン描画が行われる。
【００１０】
さて、上記した様に、ビームの成形やビームの位置決めは偏向器８，１１を用いて行われており、デジタル信号のショットビームサイズデータとショット位置データがそれぞれ、ＤＡ変換器１６，１８でアナログ信号に変換され、更に、それぞれのアナログ信号がアンプ１７，１９で増幅され、その増幅された電圧信号が偏向器８，１１に印加されているのである。
【００１１】
上記図１の例では、成形用と位置決め用の偏向器は静電型のものを示しており、該偏向器に繋がるＤＡ変換器とアンプを、それぞれ、１組しか示さなかったが、通常、４極構成が一般的であり、静電型偏向器を成す偏向電極はＸ方向とＹ方向にそれぞれ２枚用いられているので、実際には、成形用も位置決め用も、偏向器に繋がるＤＡ変換器とアンプは、４組備えられている。
【００１２】
【特許文献１】特開平４−１４２０２４号号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
所で、上記各ＤＡ変換器−アンプ系の何れかにおいて故障が起こった場合、描画したパターンの描画精度が悪化することは言うまでもないことであるが、この各ＤＡ変換器−アンプ系の故障は、被描画材料への所定のパターン描画が終了した後、電子ビーム描画装置の描画室から被描画材料を取り出し、その被描画材料を検査器にかけ、描画したパターンを基準のものと比較した後に初めて発見される。
【００１４】
しかし、ＤＡ変換器−アンプ系の故障が、この様に、パターン描画完了後に発見されるので、その被描画材料自体が無駄になる。叉、何れのＤＡ変換器−アンプ系に故障があったのかは特定出来ない。
【００１５】
叉、ＤＡ変換器−アンプ系が故障した場合に起こる描画現象は様々なため、パターン描画の終了した被描画材料を検査器にかけて異常を発見しても、ＤＡ変換器−アンプ系の故障によるものなのかどうかを判別するのは難しく、当然の事ながら、何れのＤＡ変換器−アンプ系に故障があったのかも特定することは困難である。
【００１６】
尚、ＤＡ変換器−アンプ系の故障発見のために、ＤＡ変換器−アンプ系の出力部に電圧計若しくはオシロスコープを繋ぎ、ＤＡ変換器−アンプ系にデータを与えて、出力電圧を測定する方法も考えられるが、手間がかかる上、電子ビーム描画装置の稼働中には実施出来ない。即ち、一旦装置を停止させるか、或いは、装置の稼働終了後でしか実施出来ない。  
本発明は、この様な問題を解決する新規な荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、デジタル信号供給手段からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、該アナログ信号を増幅し荷電粒子ビーム手段に供給するアンプとから成るＤＡ変換器−アンプ系を少なくとも１組備えた荷電粒子ビーム装置において、前記デジタル信号供給手段からのデジタル信号をアナログ信号に変換する第２のＤＡ変換器と、該第２のＤＡ変換器の出力に許容値を加算する加算器と、前記第２のＤＡ変換器の出力から許容値を差し引く減算器と、前記アンプの出力から該アンプが増幅した分をカットした出力を発生するカット手段と、前記減算器の出力と前記加算器の出力各々に対する前記カット手段の出力の大小を比較し、前記カット手段の出力が前記減算器の出力と前記加算器の出力の間にあるか否かの信号を発生する比較手段とから成るＤＡ変換器−アンプ故障検出回路を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の荷電粒子ビーム装置によれば、パターン描画最中に装置の稼働を止めることなく、或いは、パターン描画前に、著しく簡単に（自動的に）、何れのＤＡ変換器−アンプ系が故障か特定することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
図２は本発明の荷電粒子ビーム装置の主要部、即ち、ＤＡ変換器−アンプ故障検出回路の一概略例を示したものである。図中、図１で使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００２１】
図２において、３１はＤＡ変換器、３２はＤＡ変換器３１の出力電圧に許容電圧を加算する加算アンプ、３３はＤＡ変換器３１の出力電圧から許容電圧を減算する減算アンプ、３４はアンプ１７の出力を分圧する分圧回路で、アンプ１７の出力電圧の内、該アンプ１７が増幅した分の電圧をカットした電圧を出力するものである。３５はＡ端子に入力されて来る分圧回路３４の出力電圧とＢ端子に入力されて来る前記加算アンプ３２の出力の比較を行い、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より大きい場合にＨ（“ハイ”）の信号を出力し、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より小さい場合にＬ（“ロー”）の信号を出力する比較器、３６はＢ端子に入力されて来る分圧回路３４の出力電圧とＡ端子に入力されて来る前記減算アンプ３３の出力の比較を行い、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より大きい場合にＨ（“ハイ”）の信号を出力し、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より小さい場合にＬ（“ロー”）の信号を出力する比較器、３７は前記２つの比較器の論理積を取るＡＮＤ回路である。
【００２２】
叉、図中、４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７は各々、前記ＤＡ変換器３１，加算アンプ３２，減算アンプ３３，分圧回路３４，比較器３５，比較器３６，ＡＮＤ回路３７に対応するものである。
【００２３】
次に、この様な構成のＤＡ変換器−アンプ故障検出回路の動作について説明する。
【００２４】
データ転送回路１５はデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとショット位置データを発生し、前者をＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して前記成形用偏向器８に、後者をＤＡ変換器１８とアンプ１９を介して前記位置決め用偏向器１１に供給すると同時に、ショット時間データをショット時間制御回路２０及びブランキング信号作成回路２１を介して前記ブランカー２に送る。この様な動作が、１フィールド分のパターンデータについて行われることにより、被描画材料１０上の１フィールド内に、所定の断面形状及び大きさの電子ビームが次々ショットされ、所定のパターンが描かれることになる。この様なパターン描画が１フィールド分について終わると、前記ＣＰＵ１４からの指令がステージ駆動回路に送られ、ステージ駆動機構２３は、ステージ１２を次に描画されるフィールドの中心が電子ビーム光軸上に来るように移動させる。そして、そのフィールド内に、上記の様に、電子ビームによりパターン描画が行われる。
【００２５】
さて、この様なパターン描画最中において、データ転送回路１５からのサイズデータはＤＡ変換器３１にも送られる。該ＤＡ変換器３１の出力電圧Ｖｒは加算アンプ３２と減算アンプ３３に送られる。加算アンプ３２は電圧Ｖｒに許容電圧ΔＶを加算した電圧（Ｖｒ＋ΔＶ）を発生し、比較器３５のＢ端子に入力する。一方、減算アンプ３３は電圧Ｖｒから許容電圧ΔＶを減算した電圧（Ｖｒ−ΔＶ）を発生し、比較器３６のＡ端子に入力する。
【００２６】
この時、分圧回路３４はアンプ１７の出力電圧の内、該アンプ１７が増幅した分の電圧をカッとした電圧Ｖｏを出力して、比較器３５のＡ端子及び比較回路３６のＢ端子に送っている。
【００２７】
比較回路３５はＡ端子に入力されて来た分圧回路３４の出力電圧ＶｏとＢ端子に入力されて来た前記加算アンプ３２の出力（Ｖｒ＋ΔＶ）の比較を行い、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より大きい場合にＨ（“ハイ”）の信号を出力し、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より小さい場合にＬ（“ロー”）の信号を出力する。一方、比較回路３６はＢ端子に入力されて来た分圧回路３４の出力電圧ＶｏとＡ端子に入力されて来た前記減算アンプ３３の出力（Ｖｒ−ΔＶ）の比較を行い、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より大きい場合にＨ（“ハイ”）の信号を出力し、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より小さい場合にＬ（“ロー”）の信号を出力する。そして、これら２つの比較回路３５と３６の出力はＡＮＤ回路３７に送られる。  
さて、比較回路３５と３６の出力が共にＨ（“ハイ”）の場合（即ち、（Ｖｒ−ΔＶ）＜Ｖｏ＜（Ｖｒ＋ΔＶ）の場合）、ＡＮＤ回路３７の出力はＨ（“ハイ”）となり、ＤＡ変換器１６とアンプ１７の働きが正常で、成形用偏向器８に正常な電圧が送られたと判断される。一方、比較回路３５と３６の一方若しくは両方の出力がＬ（“ロー”）の場合（即ち、（Ｖｒ−ΔＶ）＜Ｖｏ＜（Ｖｒ＋ΔＶ）でない場合）、ＡＮＤ回路３７の出力はＬ（“ロー”）となり、ＤＡ変換器１６とアンプ１７の働きが異常で、成形用偏向器８に正常な電圧が送られなかったと判断される。尚、ＡＮＤ回路３７の出力は、その出力内容に応じて、外部のモニターに異なった輝度若しくは異なったカラー等で表示されるように成っている。
【００２８】
さて、この時同時に、データ転送回路１５からのショット位置データはＤＡ変換器４１にも送られる。該ＤＡ変換器４１の出力電圧Ｖｒは加算アンプ４２と減算アンプ４３に送られる。加算アンプ４２は電圧Ｖｒに許容電圧ΔＶを加算した電圧（Ｖｒ＋ΔＶ）を発生し、比較器４５のＢ端子に入力する。一方、減算アンプ４３は電圧Ｖｒから許容電圧ΔＶを減算した電圧（Ｖｒ−ΔＶ）を発生し、比較器４６のＡ端子に入力する。
【００２９】
この時、分圧回路４４はアンプ１９の出力電圧の内、該アンプ１９が増幅した分の電圧をカッとした電圧Ｖｏを出力して、比較器４５のＡ端子及び比較回路４６のＢ端子に送っている。比較回路４５はＡ端子に入力されて来た分圧回路４４の出力電圧ＶｏとＢ端子に入力されて来た前記加算アンプ４２の出力（Ｖｒ＋ΔＶ）の比較を行い、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より大きい場合にＨ（“ハイ”）の信号を出力し、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より小さい場合にＬ（“ロー”）の信号を出力する。一方、比較回路４６はＢ端子に入力されて来た分圧回路４４の出力電圧ＶｏとＡ端子に入力されて来た前記減算アンプ４３の出力（Ｖｒ−ΔＶ）の比較を行い、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より大きい場合にＨ（“ハイ”）の信号を出力し、Ｂ端子の入力がＡ端子の入力より小さい場合にＬ（“ロー”）の信号を出力する。そして、これら２つの比較回路４５と４６の出力はＡＮＤ回路４７に送られる。さて、比較回路４５と４６の出力が共にＨ（“ハイ”）の場合（即ち、（Ｖｒ−ΔＶ）＜Ｖｏ＜（Ｖｒ＋ΔＶ）の場合）、ＡＮＤ回路４７の出力はＨ（“ハイ”）となり、ＤＡ変換器１８とアンプ１９の働きが正常で、位置決め用偏向器１１に正常な電圧が送られたと判断される。一方、比較回路４５と４６の一方若しくは両方の出力がＬ（“ロー”）の場合（即ち、（Ｖｒ−ΔＶ）＜Ｖｏ＜（Ｖｒ＋ΔＶ）でない場合）、ＡＮＤ回路４７の出力はＬ（“ロー”）となり、ＤＡ変換器１８とアンプ１９の働きが異常で、位置決め用偏向器１１に正常な電圧が送られなかったと判断される。尚、ＡＮＤ回路４７の出力は、その出力内容に応じて、外部のモニターに異なった輝度若しくは異なったカラー等で表示されるように成っている。
【００３０】
尚、上記例では、パターン描画最中、リアルタイムに、ＤＡ変換器−アンプ系の故障を検出するように成したが、パターン描画前に、ダミーのパターンデータを使ってＤＡ変換器−アンプ系の故障を検出するように成しても良い。
【００３１】
又、成形用も位置決め用も、偏向器に繋がるＤＡ変換器とアンプが４組備えられているものについては、全てのＤＡ変換器−アンプ系に、上記の如きＤＡ変換器−アンプ故障検出回路が設けられており、外部のモニターにより、各ＤＡ変換器−アンプの正常若しくは故障が分かるように成っている。
【００３２】
又、前記例では静電型偏向器に偏向電圧を供給する各ＤＡ変換器−アンプ系に対するＤＡ変換器−アンプ故障検出回路を説明したが、磁界型偏向器に偏向電流を供給するＤＡ変換器−アンプ系や他の電子レンズに励磁電流を供給するＤＡ変換器−アンプ系に対するＤＡ変換器−アンプ系等にも同様のＤＡ変換器−アンプ故障検出回路が使用可能である。
【００３３】
又、前記例では、本発明を電子ビーム描画装置に応用した場合について説明したが、本発明は、ＤＡ変換器−アンプ系を備えた他の荷電粒子ビーム装置（例えば、電子顕微鏡や集束イオンビーム装置等）にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】電子ビーム描画装置の一概略例を示している。
【図２】本発明の荷電粒子ビーム装置の主要部、即ち、ＤＡ変換器−アンプ故障検出回路の一概略例を示したものである。
【符号の説明】
【００３５】
１…電子銃
２…ブランカー
３…ブランカースリット
４…照射レンズ
５…第１成形スリット
６…第２成形スリット
７…成形レンズ
８…成形用偏向器
９…集束レンズ
１０…被描画材料
１１…位置決め用偏向器
１２…ステージ
１３…データメモリ
１４…中央制御装置
１５…データ転送回路
１６…ＤＡ変換器
１７…アンプ
１８…ＤＡ変換器
１９…アンプ
２０…ショット時間制御回路
２１…ブランキング信号作成回路
２２…ステージ駆動回路
２３…ステージ駆動機構
３１，４１…ＤＡ変換器
３２，４２…加算アンプ
３３，４３…減算アンプ
３４，４４…分圧回路
３５，４５…比較器
３６，４６…比較器
３７，４７…ＡＮＤ回路
【図１】
2005129614.tif 000003
【図２】
2005129614.tif 000004